Question

3．现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种阳离子 Na⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和五种阴离子Cl^-、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-、X中的一种．
（1）某同学通过分析，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是Na₂CO₃和Ba（OH）₂（填化学式，且相对分子质量小的填在前面）
（2）为了确定X，现将（1）中的两种物质记为A和B，含X的物质记C，当C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体；当C与A的溶液混合时也产生红褐色沉淀，向该沉淀中滴入稀硝酸沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解．则X为B；
A．SO₃^2-B．SO₄^2-C．CH₃COO^-D．SiO₃^2-
（3）B的水溶液不显中性，原因是CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（4）将Cu投入到装有D溶液的试管中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，有关反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²+2NO↑+4H₂O；
（5）若把少量E溶液加入A溶液中，无沉淀生成，则该反应的离子方程式为Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．

Answer 1

分析 因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺和OH^-反应生成沉淀，Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和CO₃^2-反应，则不能共存，所以一定存在的物质为Na₂CO₃和Ba（OH）₂，C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体，沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳；C与A的溶液混合时产生混合物沉淀，向该沉淀中滴入稀盐酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，则B为Na₂CO₃，A为Ba（OH）₂，C为硫酸铁，另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝，以此来解答．

解答 解：（1）因Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺和OH^-反应生成沉淀，Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和CO₃^2-反应，则不能共存，所以一定存在的物质为Na₂CO₃和Ba（OH）₂，
故答案为：Na₂CO₃；Ba（OH）₂；
（2）根据C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体，可知沉淀为氢氧化铁、气体为二氧化碳，则B为Na₂CO₃，A为Ba（OH）₂；C与A的溶液混合时产生混合物沉淀，向该沉淀中滴入稀盐酸，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，则C为硫酸铁，另两种物质为氯化铝、硝酸镁或氯化镁、硝酸铝，因C为Fe₂（SO₄）₃，则阴离子有SO₄^2-，则X为SO₄^2-，
故答案为：B；
（3）B为Na₂CO₃，水解显碱性，水解离子反应为CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（4）将Cu投入D溶液中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，该气体为NO₂，说明D中含有NO₃^-，反应离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²+2NO↑+4H₂O，2NO+O₂=2NO₂，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²+2NO↑+4H₂O；
（5）少量E溶液加入A溶液中，无沉淀生成，则E中含Al³⁺，则该反应的离子方程式为Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．

点评 本题以离子的共存及离子反应考查推断，把握离子之间的反应推断出存在离子是解答的关键，注意氧化还原反应及与量有关的离子反应分析，题目难度中等．